DNA是主要的遗传物质教学设计 高一下学期生物人教版必修二

基础教育精品课教学设计

课程基本信息学科（高中生物）年级（高一）学期(春季)课题第三章第1节DNA是主要的遗传物质第1课时教科书书名：必修2遗传与进化教材出版社：人民教育出版社出版日期：2019年6月教学目标本节主要侧重科学思维和科学探究能力的培养，在科学史背景下，让学生重走探索之路，在体验实验设计的过程中，像科学家一样思考，形成科学思维及重要的生物学概念。再以此为基础，运用学到的科学探究方法和思维，解决生活中或实验情境中的问题。因此本节课以人类对遗传物质的推测的科学史为主情境，在实验设计探究中形成概念，发展生物学科思维，提高科学探究的能力。因此本节课的教学目标确定如下：1.阅读教材，区分肺炎链球菌转化实验中两种实验材料的特点，形成结构与功能观。2.识图并用语言描述肺炎链球菌体外转化实验和体内转化实验过程，培养学生信息获取能力；比较肺炎链球菌体外转化实验和体内转化实验原理，总结实验设计中对自变量的控制方法，培养学生科学探究能力。3.基于TAP论证式模型，分析早期人们对遗传物质探究历程、肺炎链球菌体外和体内转化实验结果，培养批判性思维和提高逻辑思维能力，形成严谨的科学思维和科学态度。教学内容教学重点：1.肺炎链球菌转化实验原理和过程。2.科学探究中自变量的控制方法。教学难点：1.肺炎链球菌转化实验原理和过程教学过程【教学设计思路】【联系实际，提出问题】2022年，东航“3·21”坠机事件引起广泛关注，飞机坠毁爆炸并引起森林大火，最终救援队伍通过对现场遇难者遗骸进行DNA的提取和比对，确认其身份，遗传物质DNA就像指纹一样能鉴定个人身份。在研究历程中，人类是如何确定遗传物质的化学本质为DNA的呢？一、对遗传物质的早期推测【教师活动】资料1：20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列,形成不同的蛋白质。氨基酸多样性的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。资料2：1910年，核酸化学家费伯斯·列文提出“四核苷酸假说”，即每个DNA分子由多个“四核苷酸”重复聚合而成。到了20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖，但对DNA结构尚不了解。【学生活动】：请同学们结合以上资料，结合当时研究进展，推测哪种物质更具有遗传物质的特征，并给出你的依据。蛋白质为遗传物质，氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着大量遗传信息。DNA结构单一，无法储存大量遗传信息。【教师总结】：由于当时对蛋白质和DNA结构认识程度不同，科学界普遍认为蛋白质能承担携带复杂的遗传信息的任务，所以认同蛋白质是遗传物质。二、肺炎链球菌体内转化实验【教师活动】展示格里菲斯研究背景肺炎链球菌的致病情况背景。资料：1928年身为细菌学家的格里菲思在实验室里用肺炎双球菌来研制疫苗。格里菲思用了两种类型的肺炎链球菌，第一种是外包有荚膜的S菌，另一种是没有荚膜没有毒性的R菌。在他探究S型菌为什么有毒性的过程中，做了以下实验：【学生活动】任务1：阅读教材，归纳两种肺炎链球菌的特点任务2：格里菲斯体内转化实验是如何进行的？请你用文字描述实验过程。任务3：分析实验1.该实验自变量、因变量是什么？自变量：注射的成分不同因变量：小鼠存活情况2.根据对照原则，1、2、3组结果说明什么问题？说明只有活的S型菌才能使小鼠死亡，加热致死的S型菌没有致病能力。3.第4组是如何进行操作，结果说明什么？请你推测产生该结果的原因。第4组将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡。主张1：加热致死的S型菌在R菌作用下恢复活性。主张2：R型菌获取了S型菌的多糖荚膜，产生致病性。主张3：S型菌使得R型菌发生转化，R型菌转化为S型菌。三、肺炎双球菌体外转化实验【教师活动】1.在基于上述主张前提下，如何设计实验探究加热杀死的S型菌中哪种物质是转化因子？请简要说出你的实验思路。2.展示20世纪40年代，艾弗里及其同事所做的肺炎链球菌体外转化实验示意图。引导学生分析实验思路，根据结果对上述主张进行修正。【学生活动】任务1：从实验目的出发，分析S型菌含有的物质，提出实验设计思路，分析不同的实验思路在实际操作中最大的困难是什么。思路1：将S型菌中的物质分离提纯，单独研究其能否让R型菌进行转化。操作中最大的困难时将物质分离。思路2：用酶解法去除研究因素，观察R型菌能否转化。操作中最大的困难是加入的酶是否能彻底水解除去对应的物质。任务2：观察并写出艾弗里实验过程及结果，提出证据，修正主张。1.请用流程图写出艾弗里实验过程和结果2.请分析该实验自变量和因变量。自变量：S型细菌细胞提取物的成分不同因变量：产生肺炎链球菌种类（R型菌是否发生转化）3.根据对照原则，请你分析转化因子是S型菌的什么物质，提出主张，给出证据。只有第5组加入DNA酶能够阻止转化实验，这表明被DNA酶消化分解的DNA极有肯呢个是细胞提取物中有活性的转化因子。【教师活动】补充艾弗里实验：艾弗里实验室对转化因子的分析理化特征：转化因子的分子量很大，N/P约为1.67，在260nm的紫外线照射具有最大的吸收峰值，检测DNA的二苯胺反应结果是强阳性。检测RNA的苔黑酚结果是弱阳性，两种检测蛋白质的方法结果都是阴性。四、总结实验方法【教师活动】从肺炎链球菌转化实验中，分析对自变量的处理方法，总结自变量控制的“加法”原理和“减法原理”。【学生活动】小结自变量控制方法，举例说明自变量的加减法在实验中的运用。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。——加法原理例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验中每组特异性去除一种物质。——减法原理【课堂小结】总结：人类对遗传物质的探